JPH04106706U - 油圧シリンダの伸縮位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 油圧シリンダにおいて、ピストンの電極構成
部分とシリンダチューブの電極構成部分との間の静電容
量値を検出するに、両電極構成部分の間の誘電体層の改
良によって、検出精度の向上を図ること。 【構成】 油圧シリンダにおけるピストン２の電極構成
部分２Ｄとシリンダチューブ１の電極構成部分１Ｄとの
対向箇所へ油が流入するのを阻止するシール部材８を設
ける。両電極構成部分２Ｄ，１Ｄのうちの少なくともい
ずれか一方に固体状の誘電体Ｗを設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ピストンにおける電極構成部分とシリンダチューブにおける電極構 成部分との間に絶縁性の誘電体が設けられて、前記ピストンと前記シリンダチュ ーブの相対移動により変化する静電容量値に基づき伸縮位置を検出するように構 成された油圧シリンダの伸縮位置検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

かかる油圧シリンダの伸縮位置検出装置としては、ピストンにおける電極構成 部分とシリンダチューブにおける電極構成部分との間に、油と誘電体として介在 させ、前記ピストンにおける電極構成部分と、前記シリンダチューブにおける電 極構成部分を夫々対向電極として構成されるコンデンサーの静電容量値を検出し て、この静電容量値に基づき前記ピストンと前記シリンダチューブの相対移動に よる伸縮位置を検出するように構成することが考えられる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら上述した構造のものでは、誘電体を構成する油の誘電率が、温度 の変化により大きく変化するため、検出精度が低下する不利がある。尚、伸縮位 置検出の際に、前記の温度による誘電率変化を補正することが考えられるが、再 現性に乏しい為、充分に検出精度を向上できないものであった。 又、誘電体として油を使用する場合には、空気の混入によっても油の誘電率が 変化する為、この点からも検出精度が低下する不利があった。 さらに、上述した構造のものでは、ピストンにおける電極構成部分と、シリン ダチューブにおける電極構成部分とを露出させている為、ピストンの偏芯等によ る両電極構成部分の短絡を防止する必要がある。従って、電極間距離を充分に小 さく出来ない為、検出する静電容量値のレベルが小さいことにより、浮遊容量の 影響により検出精度を向上できない不利もあった。 本考案は、上記問題に着目してなされたものであり、その目的は、上記不利を 一挙に解消して検出精度の向上を図る点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案による油圧シリンダの伸縮位置検出装置の特徴構成は、前記誘電体が、 固体状に構成されて、前記両電極構成部分のうちの少なくともいずれか一方に設 けられ、前記両電極構成部分の対向箇所への油の流入を阻止するシール部材が設 けられている点にある。 尚、前記誘電体としては、フッ素樹脂、セラミック、絶縁体薄膜が使用できる 。

【０００５】

【作用】

ピストンにおける電極構成部分と、シリンダチューブにおける電極構成部分と のうちの少なくともいずれか一方に固体状の誘電体が設けられ、且つ、前記両電 極構成部分の対向箇所への油の流入を阻止するシール部材が取り付けられること により、前記対向箇所に設けられる誘電体層が固体状の誘電体と空気により構成 されることになる。このように構成される誘電体層の誘電率は、温度変化によっ ても変化を小さくすることが可能となり、且つ、油を誘電体として使用した場合 の空気混入による不利も無くなる。 しかも、前記両電極構成部分のうちの少なくともいずれか一方に固体状の誘電 体が設けられる為、ピストンの偏芯等による短絡の問題がなくなるので、電極間 距離を極力小さくすることが出来る。従って、検出する静電容量値のレベルが大 きくなるので、浮遊容量の影響による静電容量値のバラツキが小さくなる。 尚、前記誘電体としては、誘電率の温度変化による変動が小さく、耐熱性、絶 縁性、耐摩耗性の優れた、例えばフッ素樹脂、セラミック、絶縁体薄膜を使用す ると良い。

【０００６】

【考案の効果】

従って、温度変化等による誘電率の変化を小さくし、しかも、電極間距離を小 さくして浮遊容量による静電容量値のバラツキを軽減することができるので、検 出精度を向上できるようになった。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案の実施例を単動型油圧付シリンダに適用した場合について図面に 基づいて説明する。 図１に示すように、単動型油圧付シリンダは、主には、シリンダチューブ１、 ピストン２で構成されている。 この種の単動型油圧付シリンダは、例えば自動車における車輪の支持装置に組 付けられるものであって、その場合、ピストン２のロッドエンド部が絶縁部材１ １及び連結部３を介して車体フレーム側に取付けられ、シリンダチューブ１のエ ンド部が連結部４を介して車輪側に取付けられて使用されることになる。

【０００８】 以下、各部について説明を加える。 ピストン２は、ピストン本体部２Ａとロッド２Ｂから構成されている。 ピストン２は、シリンダチューブ１の開口部から挿入される状態で、シリンダ チューブ１に内嵌されシリンダチューブ１の開口部には、ピストン２のロッド部 ２Ｂを間隙なく覆う状態で、且つ、ピストン２が摺動自在になるように絶縁材製 のダストシール部材５が内面部に取り付けられた絶縁材製のロッドカバー６が設 けられている。尚、ロッドカバー６及びシリンダチューブ１に亘って通気孔７が 形成されている。 又、ピストン２のピストン本体部２Ａにシール部材８が設けられて、シリンダ チューブ１の内部に、油室９が形成されている。 ピストン２のロッドエンド部は、絶縁部材１１を介して連結部３に取り付けら れ、連結部３には、筒状のシールド板１０が、ピストン２のピストン本体部２Ａ 側に延出され、且つ、ロッド２Ｂを覆う状態で、取り付けられている。

【０００９】 シリンダチューブ１には、油室９へ圧油を給排するための油路１ａが設けられ ている。

【００１０】 ピストン２のロッド２Ｂ及びシリンダチューブ１が、導電性材料で形成され、 それらの外面部及び内面部が、コンデンサ形成用の電極構成部分２Ｄ，１Ｄとし て機能するようになっている。そして、前述のシール部材８によって、両電極構 成部分２Ｄ，１Ｄの対向箇所への油の流入が阻止されると共に、図２に示すよう に、ピストン側の電極構成部分２Ｄに、フッ素樹脂製の誘電体Ｗがコーティング されて、両電極構成部分２Ｄ，１Ｄの間に、前記誘電体Ｗ及び空気層からなる誘 電体層が形成される。従って、前記誘電体Ｗの存在や、前記ピストン本体部２Ａ 、前記シール部材８、前記ロッドカバー６、前記ダストシール部材５の夫々が絶 縁材製であることによって、両電極構成部分２Ｄ，１Ｄを対向電極としたコンデ ンサが形成され、ピストン２とシリンダチューブ１の相対移動により変化する静 電容量値に基づき伸縮位置を検出するように構成されている。

【００１１】 つまり、油路１ａを通じて圧油が給排されることにより、シリンダチューブ１ の伸縮位置が変化し、この変化に従って両電極構成部分２Ｄ，１Ｄの対向面積が 変化することになる。 周知のように静電容量値は、電極の対向面積と誘電率に正比例し、電極間距離 に反比例する特性があるので、静電容量値は、両電極構成部分２Ｄ，１Ｄの対向 面積に正比例することになる。 従って、この静電容量値を検出することにより、シリンダが伸縮作動した時の 位置を検出することができるのである。

【００１２】 次に上記の静電容量値を検出する為の構成について説明する。 連結部３，４及び、シール板１０は、導電性材料で形成されている。ピストン ２のロッドエンド部分に取付けた前記絶縁部材１１には、ピストン２のロッドエ ンド部分の一部に開口する貫通孔１１ｂが設けられ連結部３には、前記貫通孔１ １ｂよりも径が大きく、且つ、前記貫通孔１１ｂに連通する状態で貫通孔３ｂが 設けられ、この貫通孔３ｂには前記貫通孔１１ｂに連通する貫通孔１２ｂが設け られた絶縁部材１２が嵌入されている。前記の互いに連通する貫通孔１１ｂ，１ ２ｂに、導電性のボルト１３が、ピストン２のロッドエンド部に接当して電気的 に接続状態で、且つ、連結部３と絶縁状態で螺着されている。 従って、ピストン側の電極構成部分２Ｄに対する電気的な導通経路は、ボルト １３を介して構成することが可能である。

【００１３】 導電性のシリンダチューブ１の外面部には、リング状の導電性接続体１４の複 数個が、導電性のシールド板１０の内面に対して、摺動自在で、且つ、電気的に 接続する状態で取り付けられている。 従って、シリンダチューブ側の電極構成部分１Ｄに対する電気的な導通経路は 、導電性接続体１４、シールド板１０、連結部３を介して構成することが可能で ある。

【００１４】 上記のように２つの導通経路が構成されることを利用して、コンデンサの静電 容量値を測定する為の２本のリード線１５，１６が、夫々、ボルト１３、連結部 ３に接続され、更にこれら２本のリード線１５，１６がボルト１３、連結部３に 対して、相対移動することのない適宜箇所に固定された計測用の処理回路１７に 夫々接続される。

【００１５】 〔別実施例〕 上記実施例では、固体状の誘電体Ｗとして、誘電率の温度係数が小さく、耐熱 性、絶縁性及び耐摩耗性等に優れた特性を持つフッ素樹脂をコーティングする場 合を例示したが、前記誘電体Ｗとしては前記フッ素樹脂と同様の特性を持つ、Ａ ｌ₂ Ｏ₃ 、Ｔａ₂ Ｏ₃ 等のセラミックをコーティングしてもよい。あるいは、前 記誘電体Ｗとしては、前記フッ素樹脂と同様の特性を持つＡｌ₂ Ｏ₃ 、ＳｉＯ₂ 等の絶縁体薄膜をコーティングしてもよい。（尚、ここで呼称する絶縁体薄膜と は蒸着、スパッタ、ＣＶＤ等周知の薄膜形成法により形成した絶縁体膜を総称す る。）

【００１６】 図３は、ピストン２におけるピストン本体部２Ａの両側に各々ロッド２ＢＬ， ２ＢＲを設けた復動型の油圧シリンダに適用した場合を示す。

【００１７】 ピストン２のピストン本体部２Ａ、２本のロッド２ＢＬ，２ＢＲは、導電性の 金属で製作されており、シリンダチューブ１は、電極構成部分１Ｄが導電性の金 属、その他の部分は絶縁性の材料で一体形成されている。ピストン２におけるピ ストン本体部２Ａの電極構成部分２Ｄとシリンダチューブ１における電極構成部 分１Ｄを一対の対向電極としたコンデンサが構成される。 シール部材８、ロッドカバー６，６が絶縁性の材料で製作されている。つまり 、この実施例では、ピストン２のピストン本体部２Ａを利用して電極構成部分２ Ｄを構成する場合を例示したものである。尚、処理回路１７やリード線１５，１ ６の説明は省略する。 上記実施例では、ピストン側の電極構成部分２Ｄに固体状の誘電体Ｗを設ける 場合を例示したが、シリンダチューブ側の電極構成部分１Ｄに誘電体Ｗを設ける ようにしたり、両電極構成部分２Ｄ，１Ｄの夫々に設けるようにしてもよい。 又、例示はしないが、油掻き落し用のスクレーパをシール部材８と並設して、 両電極構成部分２Ｄ，１Ｄの対向箇所に油が付着するのを防止すると一層良い。

【００１８】 尚、実用新案登録請求の範囲の項に図面との対照を便利にするために符号を記 すが、該記入により本考案は添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】油圧シリンダの伸縮位置検出装置の実施例を示
す縦断面図

【図２】要部の拡大断面図

【図３】別実施例の断面図

【符号の説明】

１ シリンダチューブ １Ｄ シリンダチューブにおける電極構成部分 ２ ピストン ２Ｄ ピストンにおける電極構成部分 ８ シール部材 Ｗ 誘電体

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストン（２）における電極構成部分
   （２Ｄ）とシリンダチューブ（１）における電極構成部
   分（１Ｄ）との間に絶縁性の誘電体（Ｗ）が設けられ
   て、前記ピストン（２）と前記シリンダチューブ（１）
   の相対移動により変化する静電容量値に基づき伸縮位置
   を検出するように構成された油圧シリンダの伸縮位置検
   出装置であって、前記誘電体（Ｗ）が、固体状に構成さ
   れて、前記両電極構成部分（２Ｄ），（１Ｄ）のうちの
   少なくともいずれか一方に設けられ、前記両電極構成部
   分（２Ｄ），（１Ｄ）の対向箇所への油の流入を阻止す
   るシール部材（８）が設けられている油圧シリンダの伸
   縮位置検出装置。
2. 【請求項２】 前記誘電体（Ｗ）がフッ素樹脂製である
   請求項１記載の油圧シリンダの伸縮位置検出装置。
3. 【請求項３】 前記誘電体（Ｗ）がセラミック製である
   請求項１記載の油圧シリンダの伸縮位置検出装置。
4. 【請求項４】 前記誘電体（Ｗ）が絶縁体薄膜である請
   求項１記載の油圧シリンダの伸縮位置検出装置。